陆地棉GhCYP94C1基因在种子萌发和开花期中的功能分析

作者：田苗苗; 安莉; 付小康; 魏恒玲; 马亮; 芦建华; 王寒涛^*; 喻树迅^*

来源：中国科学:生命科学 , 2022, 52(04): 476-490.

• 陆地棉
• GhCYP94C1
• 萌发
• 开花
• 病毒诱导基因沉默

P450家族基因在植物的花器官发育、抗病虫害及不同的激素调控通路中都有重要作用,一直是科学界研究的热点.本研究从实验室已有的数据中筛选到基因GhCYP94C1(Cytochrome P450 94C1),该基因共编码517个氨基酸.蛋白质结构分析发现,该蛋白有跨膜结构,无信号肽,为非分泌性亲水性脂溶蛋白.组织表达模式分析发现,该基因在棉花雄蕊、雌蕊和花瓣中表达量较高.分析GhCYP94C1基因启动子序列发现,启动子区域含有多种激素响应元件.通过激素处理发现,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)可以促进棉花种子萌发,不同浓度的赤霉素(gibberellin, GA)和低于1.0μmol/L的脱落酸(abscisic acid, ABA)可以抑制棉花种子的萌发,而GA, ABA和MeJA均可以促进棉花幼苗的茎、根和侧根的伸长.荧光定量结果显示, GhCYP94C1基因响应GA, ABA和MeJA激素的调控.构建过表达载体转化拟南芥后,发现该基因可以促进种子的萌发、主根的伸长和提前开花.同时拟南芥中AtAP1, AtFT和AtFUL等开花节点基因表达量明显提高.构建病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)载体(pCLCrVA-GhCYP94C1)后, VIGS植株出现晚花表型.综上所述, GhCYP94C1基因可能是影响棉花生长发育和开花时间的正调节因子,该基因的克隆为棉花早熟分子改良提供了基因资源.

• 单位
  棉花生物学国家重点实验室; 新疆农业大学; 中国农业科学院棉花研究所